Nouvelle rubrique - What is it : François vous explique ... la Fiat 500 TwinAir

Nouvelle rubrique - What is it : François vous explique ... la Fiat 500 TwinAir

  

Pour ses trois ans, la Fiat 500 s’est offert à l’été 2010 un moteur bicylindre de 875 cm3 baptisé TwinAir. Ce moteur à essence se veut le plus propre du monde, hors hybrides, avec des émissions de CO2 et des consommations incroyablement basses pour une telle puissance et un tel couple (85 chevaux  et 145 Nm dès 1 900 tr/mn). Ce qui lui a valu en mai dernier l’envié titre d’ « Engine of the year 2011 », récompense souvent trustée auparavant par BMW, Honda et quelques autres marques réputés pour la compétence de leurs motoristes. Un moteur vraiment extraordinaire ?

Les classiques moteurs à combustion interne ont encore un bel avenir devant eux même si le pétrole devient rare et de plus en plus cher. Aucune autre énergie n’offre une aussi grande densité énergétique combiné à aussi grande flexibilité d’usage. Et d’ici dix ans, on peut raisonnablement espérer que la consommation d’une voiture à essence de moyen gabarit (compacte ou familiale) d’environ 130 chevaux sera divisé par deux, soit un peu moins de 4 litres/100 km en cycle mixte, grâce à de multiples progrès, dont l’abaissement de la résistance au roulement des pneumatiques (amorcée dès le milieu des années 90 par Michelin), la diminution du poids des véhicules (à part Mazda et quelques autres rares constructeurs, on attend toujours), l’adoption généralisée des systèmes start and stop et d’alternateurs intelligents, et surtout, une meilleure efficience des moteurs eux-mêmes. Cela passera certainement d’abord par l’abandon de l’injection indirecte au profit de l’injection directe, la diminution des frictions à l’intérieur du moteur et la généralisation de systèmes de distribution variable sophistiqués. Ce sont ces deux derniers points qui nous intéressent ici parce que qu'ils sont justement la spécificité de la voiture que nous essayons aujourd'hui, la Fiat 500 TwinAir.

Fiat 500 TwinAir : comment ça marche?

Le moteur à essence souffre depuis toujours d’un mauvais rendement à bas régimes et faible charge. Pour la plupart des moteurs à essence, à charge partielle, quand le conducteur appuie à peine ou à moins de la moitié sur la pédale d’accélérateur, la faible ouverture du classique papillon crée une dépression à l’admission qui oppose une résistance à la descente du piston dans le cylindre ; un peu comme par exemple lorsque on obstrue avec le doigt (le papillon) le bout du doseur d’un sirop pour bébé et que l’on tente de remonter la partie mâle (le piston) du tube censé contenir le liquide (le cylindre).

Ce sont les pertes par pompage. Plus le conducteur appuie sur l’accélérateur, plus la charge moteur augmente, plus le papillon s’ouvre et plus ces pertes diminuent à l’approche des régimes moyens et élevés. Difficile de court-circuiter ce satané papillon qui permet depuis toujours de contrôler la charge moteur. Alors, comment améliorer le rendement du moteur à faible charge ?

Fiat Powertrain Technologies a semble t-il trouvé plus qu’un début de solution. Il a développé à la fin des années 2000 une nouvelle génération de moteurs à technologie MultiAir. Il s’agit d’un système électro-hydraulique de gestion des soupapes pour un contrôle dynamique et direct de l’air et de la combustion, cylindre par cylindre et cycle par cycle. Sur le papier, ce système semble encore un peu plus évolué que la distribution variable Valvetronic de BMW. Grâce à un contrôle de l’air par le biais des soupapes sans utiliser le papillon, les pertes par pompage sont fortement diminuées, et la combustion du mélange air/essence améliorée.

Ainsi, le système MultiAir contribue selon Fiat à réduire les consommations et les émissions polluantes jusque 10% tout en améliorant très sensiblement les performances : 15% de couple en plus et 10% de mieux en puissance par rapport à un moteur de même cylindrée.  A cela, il faut ajouter dans le cas du TwinAir de la 500, le gain obtenu grâce à la réduction des frictions (frottements mécaniques à l’intérieur du moteur). Plus le moteur est petit, plus elles diminuent, et bien évidemment, dans le cas d’un bicylindre par rapport à un commun 4 cylindres, elles sont encore plus réduites. Et cela sans traitement de surface coûteux utilisés sur des mécaniques voués aux hautes performances. Du coup, le bicylindre TwinAir 875 cm3 de cylindrée accroît les performances tout en réduisant les émissions de CO2 jusqu’à 30 % par rapport à des moteurs essence de même puissance.

Le concept de « downsizing », cylindrée réduite compensée par une puissance spécifique augmentée (97 ch/litre), obtenu ici par l’adoption d’un turbocompresseur, permet également un gain de poids (environ 10 %), et in fine, une réduction supplémentaire de la consommation. Enfin, cette 500 TwinAir dispose du système Start&Stop qui gère automatiquement la coupure du moteur à chaque arrêt prolongé (feux rouges, enbouteillages) qui permet de gagner quelques décilitres de SP en ville. Si on compare le TwinAir de 85 ch au moteur Fire 1.2 69 ch qui équipe aussi la 500, il développe 23 % de puissance en plus, gagne 30 % en termes de performances avec des consommations en baisse de 15%. Face au 1.4 Fiat 16v, même si ce dernier n’est pas réputé pour son rendement extraordinaire parmi les 100 ch actuellement en production,  à accélérations comparables, le TwinAir peut se targuer d’une consommation inférieure de 30 %. Il ferait sans doute encore mieux avec une injection directe.

Fiat 500 TwinAir : est-elle écologique ? 

La Fiat 500 TwinAir n’émet que 95 g/km de CO2 avec la boîte de vitesses mécanique à 5 rapports et 92 g/km de CO2 avec la boîte robotisée Dualogic, soit début 2011, les meilleurs niveaux d’émissions de CO2 au monde pour un moteur à essence. Bilan à peu près comparable à un moteur Diesel procurant un agrément et des performances proches, mais un moteur gazolé produit lui d’indésirables NOx, un vrai polluant pour la santé humaine en ville, là où justement la 500 passe le plus clair de son temps. La Fiat 500 TwinAir 85 ch dispose d’un mode ECO encore plus écologique. En enclenchant ce mode au tableau de bord, le couple moteur descend à 100 Nm à 2 000 tours, ce qui garantit une consommation encore plus basse en contrepartie d’un brio nettement moindre. L'effort sur le volant est aussi plus léger. Si la voiture est équipée de la boîte Dualogic, la loi de passage des vitesses passe aussi en mode ECO, assez bien adapté à un usage urbain.

Fiat 500 TwinAir : est-elle économique ? 

Les consommations annoncées de la Fiat 500 TwinAir sont elles aussi particulièrement basses : 4,1 l/100 km en cycle mixte avec la boîte de vitesses mécanique et 4 l/100km avec la boîte robotisée Dualogic. En pratique, c’est moins brillant. En mode ECO, climatisation coupée et pied droit léger, nous sommes parvenus à une moyenne de 6,5 litres, avec un peu moins de 5,5 l/100 sur route et autour de 7 litres en ville. Sans ce mode, en profitant raisonnablement du couple du turbo, la conso a grimpé à plus de 9 litres. En circulation urbaine encombrée, sans se priver de la climatisation et des bonnes accélérations en changeant de rapport vers 5500 tr/mn, nous avons flirté avec les 12 litres au cent. Ce qui est vraiment exagéré pour une petite voiture au moteur si moderne. Des citadines plus habitables équipées de moteurs essence à trois ou quatre cylindres de plus fortes cylindrées consomment un peu moins, à puissance équivalente et en conditions de roulage identiques.

 J’achète, j’achète pas  la Fiat 500 TwinAir?

Vu la consommation réelle de la 500 TwinAir 85 ch pas vraiment exceptionnelle et les vibrations du moteur malgré un contre arbre d’équilibrage, je n’achète pas. D’autant que le rapport prix/prestations de la petite Fiat ne m’enchante guère. J’attendrais peut-être 2012 que ce moteur TwinAir soit proposé avec un turbo à géométrie variable qui portera la puissance 105 ch et qui devrait améliorer le rendement énergétique. Ou des développements ultérieurs, tels que l'alimentation méthane ou la combinaison avec des technologies hybrides prévues en 2013. Par ses dimensions réduites, TwinAir peut facilement être accouplé à un moteur électrique et, plus généralement, à tout dispositif placé entre le moteur et la boîte de vitesses et en mesure de récupérer et de stocker l'énergie qui est dissipée lors des freinages. Et d’ici là, j’attends quelques petites polyvalentes prometteuses, comme par exemple  la Ford Fiesta équipée du nouveau moteur 3 cylindres de 1,0 litre qui sera présenté en septembre prochain à Francfortla Nissan Micra DIG-S 1.2 L 98 ch annoncée à 4,1 l/100 km et à peine 95 g/km de CO2

Retrouvez les précédents épisodes de « Watt is it..., François vous l'explique ».

François vous explique… la Tesla Roadster

François vous explique ... l'Opel Insignia Turbo E85

François vous explique ... la Honda Jazz Hybrid

Watt is it..; François vous l'explique, c'est la nouvelle rubrique écolo de Caradisiac en partenariat avec la communauté éco-responsable wattisit.com qui promeut notamment les transports doux.

Lire aussi, l'essai sur toute de la Fiat 500 TwinAir